我校宋成义教授团队在《Nucleic Acids Research》杂志发表研究论文 近日,国际学术期刊《核酸研究》(Nucleic Acids Research)上发表我校动科学院宋成义团队研究论文《A native, highly active Tc1/mariner transposon from zebrafish (ZB) offers an efficient genetic manipulation tool for vertebrates》。
该研究通过生物信息学方法在斑马鱼基因组中挖掘到一个天然高活性DNA转座子,命名为ZB转座子,研究表明ZB是近期侵入斑马鱼基因组的转座子,属于Tc1/mariner超家族成员,其结构与SB(Sleeping Beauty)转座子相似。该转座活性与在转基因和基因治疗研究中广泛应用的PB和SB(Sleeping Beauty)高活性转座子相近,在基因组上稍偏好插入基因调控区。研究证实,ZB能够高效介导制备斑马鱼突变体,开展增强子捕获等功能基因组学研究,其捕获效率在斑马鱼上达56%,与目前在斑马鱼上应用广泛的Tol2转座子相近。同时在小鼠上成功构建了ZB转座子介导的精子突变体库,其后代重新转座率达13.9%,高于目前应用广泛的SB和PB转座子(约10%)。
开发具有自主知识产权、安全、高活性的DNA转座子意义重大。目前,针对人类基因治疗,人们主要依赖传统病毒载体介导基因转移的方式开展基因治疗,但病毒载体具有载体容量有限、细胞毒性强和安全性差等不足,DNA转座子载体是有望替代病毒载体的新一代基因转移工具。目前,以DNA转座子作为遗传操作工具,国际上已成功开发出SB和PB转座子,并应用在包括DNA转座子修饰CART细胞癌症治疗等人类基因治疗研究中。
但由于PB和SB等转座子具有专利保护,而国内自主知识产权的高活性DNA转座子研发不足,严重制约DNA转座子系统在基因治疗中的临床应用研究进展。新挖掘的ZB具有活性高、安全性强等特征,有望成为一种新型载体系统用于人类基因治疗,并在转基因和功能基因组学等领域也具有应用潜力。目前,ZB转座子系统介导的基因转移方法已获得国家发明专利授权。
我校动科学院博士生沈丹和宋成义教授为共同第一作者,高波副教授为通讯作者。